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供水管网地下穿越工程施工技术
【摘 要】供水管网是城市的生命线和发展命脉,是城市基础设施的重要组成部分,明挖施工方式是传统的供水管线施工方法,其主要缺点是严重影响地面交通,导致周边的环境遭到破坏.非开挖施工是在没有明挖施工的条件下,利用岩土钻掘等技术手段铺设供水管线的现代化施工技术和方法,其主要优点是不阻碍交通、对环境的影响小.本文探讨了供水管网在地下穿越工程时的顶管法施工工艺,并提出了施工中的重点注意事项.
【关键词】供水管网；顶管法；纠偏
1.地下穿越工程施工总体要求
（1）穿越工程施工前,其施工方法、工作坑的位置及施工流程应取得相关单位的同意与配合.
（2）穿越施工过程中,应确保供水管道在结构断面中的位置不偏移,与设计纵横断面相一致.
（3）在穿越施工期间及穿越完成后,不得对周边地下管线和建筑物造成影响,应保证其安全与正常使用.
（4）穿越河流或湖泊时,应采取排降水措施.
（5）在穿越施工期间,为保证在一个穿越段内水平中心线与高程不产生较大偏差,应及时对穿越结构进行测量.
（6）当在穿越结构中拖运供水管道时,应在管道上安装临时支座或滚轮.
2.顶管施工
2.1 顶进方法的选择
管道顶进方法应根据多种因素经过施工技术及经济分析综合确定,影响因素主要有土层的性质、管径的大小、地下水位的高低、临近建筑物及各种设施等,同时应符合下列要求：
（1）手掘式或机械挖掘式顶管法适用于在没有地下水影响的粘性土或砂土层采用；当土质为砂砾土时,为确保施工安全进行,可采用以下措施：具有支撑的工具管或注浆加固土层.
（2）挤压式或网格式顶管法适用于管顶以上为土层较厚的软土层且无障碍物的条件下采用.
（3）为控制穿越过程中的地面隆陷现象,穿越粘性土层时可采用土压平衡顶管法,穿越粉砂土层时可采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法.
（4）一次顶进的挤密土层顶管法适用于顶进长度较短且管径小的金属管时采用.
2.2 顶管方法
2.2.1 人工掘进顶管施工法
人工掘进顶管施工法就是在向土内顶进套管的过程中,采用人工在套管前方掘土的一种施工方法.首先顶进的一般是钢制或钢筋混凝土制的套管,最后在套管内安装供水管道.
顶管施工时,主要设备和顶管操作都是在工作坑内进行,顶管地段的下游通常选用为工作坑的位置,按设计的供水管线标高、管线直径及基础厚度来确定工作坑的底面高程.
2.2.2 机械掘进顶管
机械掘进顶管法配置机械传输带运土,将机械钻进的掘土设备安装在被顶进的管道前端,当管道前方土体被掘削成一定深度的孔洞时,利用顶管设施,将连接在钻机后部的管道顶入孔洞.机械掘进顶管要在工作坑内按设计高程及中线方向安装导轨,使每根管道沿着一定方向和高程顶进.
机械掘进顶管施工法的优点是可降低劳动强度,加速施工进度,对各类物地下水土层均可顺利进行施工.缺点是运土与掘进速度难以一致,出土较慢；特别是遇到含水土层或岩石地层时因无法更换机头,故无法使用.
2.2.3 切刀掘削流体输送顶管
切刀掘削流体输送顶管法就是用水加压或机械加压使掘削面土层保护稳定,同时旋转切削刀掘进,采用流体输送装置排出掘出的土物,掘削、排泥和顶管同时进行.
切刀掘削流体输送顶管法的优点是适用于各种不同的地质条件,无需大型工作坑.
2.3 顶管工作坑
2.3.1 顶管工作坑的位置选择
顶管工作坑的位置可选择在管道井室的位置,当单向顶进时宜设置在下游一侧.同时应考虑距电源和水源较近、交通方便的位置,这类位置便于排水、出土和运输,以及对临近建筑物易于采取支护和安全措施的位置作为工作坑.
2.3.2 装配式后背墙的规定
装配式后背墙的墙体材料宜采用方木、型钢或钢板以保证组装后的墙体具有足够的强度和刚度,墙体底端至少进入工作坑底以下0.5m.组装时,应确保后背墙与后背土体壁面紧贴,若有空隙可用砂石料填充.
2.4 顶管控制及纠偏
2.4.1 顶管控制
（1）工具管进入土层后,应采用下列措施对管端进行处理：
①工具管与管端进入接收坑后,应在其下部设置枕垫.
②在工作坑中,管道两端应预留大于0.5m的长度,且不得有接口.
（2）在管道顶进过程中应及时测量工具管
的中心和高程,如有偏差,应根据施工方法和测量结果,分析偏差产生的原因,预测偏差的发展趋势以确定纠偏措施,同时做好工具管前进方向的控制.测量方法应符合下列要求：
①在工具管进入土层顶进每30cm 及管道进入土层后正常顶进每100cm,测量频率均不应少于一次,管道如有偏差,需要纠偏时则应适当增加测量频率.
②当全段顶管施工完成后,在每个管节接口处应测量其轴线位置和高程；如有错口应测量相对高差.
③原始测量记录应准确、完整、清晰.
2.4.2 顶管纠偏
顶管如有偏差,应在顶进过程中采用小角度对顶管逐渐纠偏.当工具管旋转需要纠正时,宜采用调整挖土方法、对切削刀盘的转动方向进行改变或在管内相对于机头旋转的反向增加配重的措施.
2.5 顶管施工注意事项
管道顶进施工时,应连续作业,如遇下列情况时应暂停顶进,并查明原因及时采取处理措施：
（1）工具管顶进时前方遇到障碍物.
（2）工作坑后背墙产生的变形超过允许值.
（3）顶铁出现扭曲情况.
（4）管位产生过大的偏差,采取校正措施但没有效果.
（5）顶力过大,已经超过管端允许顶力.
（6）顶进设备的油泵、油管发生异常情况.
（7）有泥浆从接缝渗漏.
结语：
供水管网地下穿越工程采用顶管法施工,比传统明挖法造成的影响要小,在穿越各类障碍物方面的优势更为明显.工程经验表明,顶管法地下穿越工程施工技术可以降低工程成本、缩短施工工期,该方法将成为市政供水管网施工的重要支撑.
参考文献：
[1] 魏纲. 顶管工程技术[M]. 化学工业出版社,2011.
[2] 马国军. 顶管施工在供水管道安装中的应用[J]. 中华建设.2014(10).
[3] 何铿鸿. 顶管工艺在城市供水管线工程中的应用[J]. 广东建材.2007(05).
施工技术论文范文结:
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1、施工技术期刊
3、农村新技术杂志
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